JPWO2010084924A1 - 電子デバイス用基板の製造方法、電子デバイスの製造方法、電子デバイス用基板、および電子デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
この構成によれば、所望の組成のガラス粉末を形成しておき、これをガラス基板上で熱により散乱層を形成するようにしているため、所望の屈折率を有するガラス層を制御性よく、容易に形成することが可能となる。
この構成によれば、ガラス粉末を溶融してガラス層を形成するための熱をガラス粉末をガラス基板に供給した後に供給することで、所望の特性のガラス層からなる散乱層を形成することができる。
この構成によれば、ガラスリボンの形成工程における徐冷工程における熱を利用してガラス粉末をガラスリボン上で溶融または焼結し、散乱層を形成するようにしている。すなわち、新たに昇温工程を付加するのではなく、ガラスリボンの搬送および徐冷途上で、その位置におけるガラスリボンの温度をそのままガラスリボン上でガラス粉末を溶融させ散乱層を形成するための熱として用いている。このため、製造に要する時間を大幅に短縮できる。また、新たな昇温工程、降温工程が不要であるため、ガラス基板としての熱履歴(熱変化)を少なくすることができ、熱変化による劣化を防ぐことができる。
この構成によれば、表面が平坦で、上層に電極を形成し、デバイスを形成する場合に、均一な膜を形成できる。したがって有機LED素子など、2つの電極で有機層を挟んだ光デバイスを形成する場合には電極間距離を均一にでき、電界集中による劣化を防止できる。特に自己発光型の光デバイスの場合に有効である。
この構成によれば、均一かつ容易にガラス粉末を供給することができる。
この構成によれば、均一かつ容易にガラス粉末を供給することができる。
この構成によれば、複数種のガラス粉末を混合する場合にも溶融して均一にし、供給することができる。
この構成によれば、所望のベース材原料でガラスを形成した後、粉砕し散乱物質とを混合することで所望の散乱物質が分散しているガラス粉末を得ることができ、これをガラス基板またはガラスリボン上に供給し、散乱物質および所望の組成のガラス層からなる散乱層を形成することができる。
この構成によれば、ガラス基板上で表面張力により半球状となるようにガラス粉末の供給量を調整することで、所望の散乱性表面を得ることができる。
この構成によれば、表面が平坦で、均一な膜を形成でき、電極間距離を均一にでき、電界集中による劣化を防止でき、また散乱層の存在による光取り出し効率の向上から、信頼性の向上を図ることができる。
(実施の形態1)
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、図1にフローチャートを示すように、ガラス原料またはガラスを加熱溶解して溶融ガラスを製造する工程(ステップS1001)と、溶融金属を収容した溶融金属浴槽(溶融金属槽)の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して連続したガラスリボンを形成する成形工程(ステップS1002)と、前記連続したガラスリボン上に、所望の組成のガラス粉末を供給し、ガラス粉末の溶融により散乱層を形成する工程(ステップS1003)と、前記散乱層付きの連続したガラスリボンを徐冷する工程(ステップS1004)と、徐冷された前記散乱層付きの連続したガラスリボンを切断して散乱層付きガラス基板とする工程(ステップS1005)とを含むことを特徴とする。
図2に示す板ガラスの製造設備は、溶融ガラスを調製、清澄させる溶解清澄槽(図示略)の後段に設置され、溶融金属1aが収容された溶融金属槽1と、溶融金属槽1の後段に設置された搬送室2と、この搬送室2の後段に設置された徐冷炉3とから概略構成されている。搬送室2の入口近傍には、本発明に係る散乱層形成装置としてのスプレーノズル2bが設置されている。また、徐冷炉3の後段には、ガラスリボンの表面を検査する欠点検出器(図示せず)と、冷却されたガラスリボンを切断する切断機(図示せず)とが備えられている。
そして、搬送室2の入り口付近にはガラス粉末の懸濁液を供給するためのスプレーノズル2bがリフトアウトロール2aに対向して配置されており、ガラス粉末の懸濁液がガラスリボン6上に供給されるように構成されている。
次に、搬送室2にはリフトアウトロール2aが備えられており、溶融金属槽1から板状に成形されたガラスリボン6をリフトアウトロール2aの牽引力によって引き出すように構成されている。
また、徐冷炉3には、レヤーロール3bが備えられており、搬送室2から搬送されたガラスリボン6を、レヤーロール3bによって徐冷炉3内を搬送するように構成されている。
また、本実施の形態では、既存の搬送室2及び/若しくは徐冷炉3にガラス粉末Mを噴霧するスプレーノズル2bを設け、その滞在時間内でガラス粉末を溶融させるため、既存のガラスの製造時間において散乱層も形成することができる。そのため、本実施の形態では、製造に要する時間を大幅に短縮できる。
本発明の電極および散乱層付き電子デバイス用基板100は、図3に示すように、透光性のガラス基板101と、散乱層102と、透光性電極(図示せず)とにより構成される。
本発明の有機LED素子は、図4に示すように、上記電極および散乱層付き電子デバイス用基板100と、有機層110と、反射性電極120とにより構成される。
また、散乱物質の大きさは、散乱層中に気泡がある場合、気泡が大きくなると、溶融や焼成などの散乱層形成プロセス途中で浮力が大きくなり、浮上し易くなり、最表面に到達すると気泡が破裂し、表面平滑性を著しく低下させることになる可能性がある。また相対的にその部分の散乱物質の数が少なくなるためその部分のみ散乱性が低下することにもなる。このように大きな気泡が凝集すれば、むらとなって視認されることにもなる。さらにまた直径が5μm以上の気泡の割合が15%以下であるのが望ましく、さらに望ましくは、10%以下であり、さらに望ましくは7%以下である。また、散乱物質が気泡以外の場合でも、相対的にその部分の散乱物質の数が少なくなるため、その部分のみ散乱性が低下することになる。従って散乱物質の最大長さが5μm以上のものの割合が15%以下であるのが望ましく、望ましくは10%以下であり、さらに望ましくは7%以下である。
(ガラス粉末の作製方法)
ガラス粉末を準備する。ここで用いるガラス粉末は、所望の屈折率となるように、材料組成および散乱物質を制御して形成されたガラスを、所望の粒径となるように粉砕して得られる。
すなわち、所望の組成となるように、粉末原料を調合、溶解し、溶解した粉末原料をアルミナ製のボールミルで12時間乾式粉砕し、平均粒径(d50、積算値50%の粒度、単位μm)が1〜3μmであるガラス粉末を作製した。このガラスのガラス転移温度は483℃、屈服点は528℃、熱膨張係数は83×10−7(1/℃)である。このガラスのF線(486.13nm)での屈折率nFは2.03558、d線(587.56nm)での屈折率ndは1.99810、C線(656.27nm)での屈折率nCは1.98344である。屈折率は、屈折率計(カルニュー光学工業社製、商品名:KRP−2)で測定した。ガラス転移点(Tg)および屈服点(At)は、熱分析装置(Bruker社製、商品名:TD5000SA)で熱膨張法により、昇温速度5℃/分で測定した。
ここで、R2Oは、Li2O、Na2O及びK2Oのいずれか一つを含む。ROは、MgO、CaO及びSrOのいずれか一つを含む。
次に本発明の実施の形態2について説明する。
なお実施の形態1では、基板となるガラスリボン6を形成しつつ、搬送室2の入り口において、スプレーノズル2bから懸濁液を吹き付けることで、散乱層Bとなるガラス層を形成した。実施の形態2では、図5に製造装置の要部拡大図を示すように、前記ガラス粉末を静電粉体塗装により直接前記基板(ガラスリボン6)上に吹き付けることで散乱層Bを形成するようにしたことを特徴とする。本実施の形態でもおおむね図2に示した前記実施の形態1の装置と同様の装置を用いるが、ガラスリボンの裏面側に静電粉体塗装装置(図2参照)を設けている点と、散乱層形成装置を徐冷室3の入り口に設けた点で、ローラによるガラス層の汚染や破壊を防ぐために、ローラではなく、把持部(図示せず)が所定の間隔で設けられている点で、異なる。ここでもガラス粉末は、粒径のD10が0.2μm以上でかつ、D90が5μm以下であるものを用いる。
図5に示すように、帯電電極13は、ガラスリボン6の幅方向に沿って延在する電極本体13aと、電極本体13aから上側(ガラスリボン6側)に向けて突出された複数の針状電極13bとから構成されている。針状電極13bは、相互に等間隔をあけて配置されている。帯電電極13の材質は、700℃程度で変形せず、かつ酸化しない耐熱材料からなることが好ましく、例えばステンレス合金、ニッケルまたはニッケル合金等が好ましい。また針状電極13bの相互の間隔は、例えばガラスリボン6の幅10cm毎に1本の割合で設置するとよい。なお、帯電電極13の形状は本実施の形態の形状であることは必須ではなく、ガラス粉末Mを効率良く帯電させることが出来れば特に形状に限定されない。
電極本体13aの一端側には配線が接続されており、帯電電極13はこの配線を介して、徐冷炉3の外部に設置された図示しない高電圧電源装置に接続されている。
まず、帯電化保持容器14の帯電・流動部14c1にガラス粉末Mを供給する。そして、例えば乾燥空気または窒素等(以下、乾燥空気等ともいう)をガス導入配管14gからガス導入部14c2に供給する。徐冷炉3内部の温度に影響を与えない様、乾燥空気等は加熱後導入しても良い。ガス導入部14c2に供給された乾燥空気等は、整流部材14fを通過して整流部材14fの上面全面から帯電・流動部14c1に均一に噴出される。この噴出された乾燥空気等によってガラス粉末が舞い上げられ、ガラス粉末Mが流動状態になる。
更に、ガラス粉末Mをガラスリボン6の下面6a側において帯電させるので、帯電されたガラス粉末Mをすみやかにガラスリボン6に付着させて散乱層Bを形成することができ、散乱層Bの形成効率が向上して散乱層Bを下面6a全面にもれなく形成できる。
さらにまた、ガラス基板を形成した後、このガラス基板上に散乱層を形成するようにしてもよい。このとき、ガラス基板が常温の時にガラス粉末を供給して、後に焼成してもよい。
ここでフリットガラスペーストの形成は例えば以下のようにして行なう。
ガラス粉末とビヒクルを準備する。ここで、ビヒクルとは、樹脂、溶剤、界面活性剤を混合したものをいう。ここで用いるガラス粉末は、所望の屈折率となるように、材料組成および散乱物質を制御して形成されたガラスを、所望の粒径となるように粉砕して得られ、このガラス粉末に樹脂、溶剤、各種調整剤を添加して用いる。具体的には、50℃〜80℃に加熱した溶剤中に樹脂、界面活性剤などを投入し、その後4時間から12時間程度静置したのち、ろ過し、得られる。
次に、ガラス粉末とビヒクルとを、プラネタリーミキサーで混合した後、3本ロールで均一分散させる。その後粘度調整のため、混練機で混練する。通常ガラス材料70〜80wt%に対してビヒクル20〜30wt%とする。
これにより、散乱層の表面側で散乱物質の密度の小さい散乱層を得ることができる。
<実施例>
まずガラス組成が表1になるように粉末原料を調合し、1100℃の電気炉にて溶解し、ロールにキャストしてガラスのフレークを得た。このガラスのガラス転移温度は499℃、屈服点は545℃、熱膨張係数は74×10−7(1/℃)(100〜300℃の平均値)である。このガラスのF線(486.13nm)での屈折率nFは2.0448、d線(587.56nm)での屈折率ndは2.0065、C線(656.27nm)での屈折率nCは1.9918である。屈折率は、屈折率計(カルニュー光学工業社製、商品名:KRP−2)で測定した。ガラス転移点(Tg)および屈服点(At)は、熱分析装置(Bruker社製、商品名:TD5000SA)で熱膨張法により、昇温速度5℃/分で測定した。
この時、霧吹きと基板が近すぎると、霧吹きの風によりガラス粉末が基板に着弾しにくくなり、霧吹きと基板が遠すぎると、基板に着弾する確率が減ってしまい、効率が悪くなる。
1b 浴面
2a リフトアウトロール
2b スプレーノズル
3 徐冷炉
3a 徐冷炉の入口
5 溶融ガラス
6 ガラスリボン
6a ガラスリボンの下面
11 帯電装置(形成手段)
12 引出電極
13 帯電電極
14 帯電化保持容器
B 散乱層
M ガラス粉末
Claims (13)
- ガラス基板を用意する工程と、
所望の組成のガラス粉末を形成する工程と、
前記ガラス粉末を前記ガラス基板上に供給して、熱により、散乱層を形成する工程とを含む散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法。 - 請求項1に記載の散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法であって、
前記散乱層を形成する工程は、
さらに、前記ガラス基板上に供給された前記ガラス粉末を焼成する工程を含む散乱層付き電子デバイス基板の製造方法。 - 請求項1に記載の散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法であって、
ガラス原料またはガラスを加熱溶解して溶融ガラスを製造する工程と、
溶融金属を収容した溶融金属浴槽の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して連続したガラスリボンを形成する成形工程と、
前記連続したガラスリボン上に、所望の組成のガラス粉末を供給し、ガラス粉末の溶融または焼結により散乱層を形成する工程と、
前記散乱層付きの連続したガラスリボンを徐冷する工程と、
徐冷された前記散乱層付きの連続したガラスリボンを切断して散乱層付きガラス基板とする工程とを含む散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法であって、
前記散乱層を形成する工程は、
第1の屈折率を有するベース材と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第2の屈折率を有する複数の散乱物質とを具備し、
前記散乱層内部から最表面にむかって、散乱層中の散乱物質の層内分布が、小さくなっている散乱層を形成する工程である散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法であって、
前記供給する工程は、
前記ガラス粉末を静電粉体塗装により直接前記基板上に吹き付ける工程である散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法であって、
前記供給する工程は、
前記ガラス粉末を、液体中に分散させてスプレー法により吹き付ける工程である散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法であって、
前記供給する工程は、
前記ガラス粉末を、溶融しながら溶射法により前記ガラス基板上に供給する工程である散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法。 - 請求項5乃至7のいずれかに記載の散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法であって、
前記供給する工程は、粒径のD10が0.2μm以上でかつ、D90が5μm以下であるガラス粉末を供給する工程を含む散乱層付き電子デバイス用基板の製造方法。 - ガラス基板と、
前記ガラス基板上に、島状に形成された複数個のガラス散乱領域とを含む電子デバイス用基板。 - 請求項9に記載の電子デバイス用基板であって、
前記島状に形成された複数個のガラス散乱領域は、
前記ガラス基板上に、散乱物質を含むガラス層を介して形成される電子デバイス用基板。 - 請求項9又は10に記載の電子デバイス用基板の散乱層の上に形成された導電膜を具備した電子デバイス用基板の製造方法。
- 請求項11により製造された導電膜付きの電子デバイス用基板と、
前記電子デバイス用基板の導電膜上に、順次積層された発光機能を有する層と、第2の導電膜とを具備した自己発光型の電子デバイス。 - 請求項12に記載の自己発光型の電子デバイスであって、
前記発光機能を有する層が有機層である有機LED素子。
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